[A+] 중앙대학교 전기회로 설계실습 결과보고서 11. 공진회로(Resonant Circuit)와 대역여파기 설계

문서 내 토픽

1. 공진회로(Resonant Circuit)

이번 실험에서는 직렬 공진회로와 병렬 공진회로의 Q-factor 변화에 따른 bandpassfilter의 그래프를 실험 데이터를 통해 그려보고, 공진주파수, 반전력주파수, 대역폭, Q-factor 를 계산해보았다. 직렬 및 병렬 공진회로 모두 Q-factor의 값이 커질수록 그래프가 더 뾰족 해지는 특성을 보여주었고, 이는 곧 대역폭의 감소로 이어지는 것을 계산을 통해서도 확인할 수 있었다.
2. 대역여파기(Bandpass Filter) 설계

bandpass filter는 직렬 공진 회로, 병렬 공진 회로로 구분할 수 있으며 이는 발진기, 라디 오, TV의 channel 선택기 제작에 많이 쓰이는 중요한 회로이다. 이번 실험은 bandpass filter를 설계해 공진주파수, 반전력주파수, 대역폭, Q-factor 등을 이론적으로, 실험적으로 구 하며 특징을 이해할 수 있는 실험이다.
3. 오차 분석

오차율이 다른 실험들에 비해 크게 나왔고, 이에 대한 오차 원인 분석이 더 중요 한 실험이라고 생각한다. 4개의 회로 모두 이론값이 측정값보다 작은 것을 확인할 수 있는데, inductance의 값이 이론값인 10 [mH]가 아닌 이보다 작은 값이라면 이론값과 측정값이 비슷 해져 오차율이 감소할 것이라고 생각한다. 또, 인덕터의 내부저항을 고려하지 않은 점, oscilloscope의 measure 기능이 세밀하지 못 한 점, Q-factor를 계산할 때 다른 이론값처럼 실제 소자값을 사용하지 않고 10 [nF]이라는 이론값을 사용한 점 등이 오차원인이 될 수 있 다고 생각한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 공진회로(Resonant Circuit)

공진회로는 전기 회로에서 매우 중요한 역할을 합니다. 특정 주파수에서 회로의 임피던스가 매우 낮아지는 공진 현상을 이용하여 다양한 전자 기기에 활용됩니다. 예를 들어 라디오 수신기, TV 튜너, 무선 통신 시스템 등에서 공진회로는 원하는 주파수 신호를 선택적으로 증폭하거나 필터링하는 데 사용됩니다. 공진회로의 설계 시 인덕터와 캐패시터의 값을 적절히 선택하여 공진 주파수를 결정할 수 있으며, 직렬 공진회로와 병렬 공진회로의 특성을 이해하는 것이 중요합니다. 또한 공진회로의 Q 값을 높여 선택성을 향상시킬 수 있습니다. 공진회로는 전자 회로 설계에서 필수적인 요소이며, 이에 대한 깊이 있는 이해가 필요합니다.
2. 대역여파기(Bandpass Filter) 설계

대역여파기는 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 필터로, 다양한 전자 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 대역여파기 설계 시 고려해야 할 주요 사항은 통과 대역폭, 차단 대역의 감쇠 특성, 그리고 위상 특성 등입니다. 이를 위해 능동 필터와 수동 필터 등 다양한 회로 구조를 활용할 수 있습니다. 특히 능동 필터의 경우 증폭기와 RC 네트워크를 이용하여 원하는 주파수 특성을 구현할 수 있습니다. 또한 필터의 차단 주파수와 Q 값을 적절히 선택하여 필터의 성능을 최적화할 수 있습니다. 대역여파기 설계 시 회로 구조, 소자 선택, 그리고 주파수 특성 분석 등 다양한 요소를 종합적으로 고려해야 합니다.
3. 오차 분석

오차 분석은 측정 결과의 정확성과 신뢰성을 평가하는 데 매우 중요합니다. 오차의 원인을 파악하고 이를 최소화하는 것은 실험 및 측정 결과의 품질 향상에 필수적입니다. 오차 분석에는 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 대표적으로 절대 오차, 상대 오차, 표준 편차 등을 계산하여 오차의 크기와 분포를 확인할 수 있습니다. 또한 오차 전파 법칙을 이용하여 측정값의 불확도를 추정할 수 있습니다. 오차 분석을 통해 측정 과정에서 발생할 수 있는 시스템적 오차와 우연 오차를 구분하고, 이를 바탕으로 오차 저감 방안을 모색할 수 있습니다. 이러한 오차 분석 기법은 실험 데이터의 신뢰성 확보와 실험 결과의 정확성 향상에 기여할 수 있습니다.

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